隧道襯砌拱頂帶模注漿施工技術要點

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點擊次數:  更新時間:2017/12/09

        為提高鐵路隧道襯砌質量,防止運營過程中出現隧道拱頂混凝土掉塊現象,采用隧道拱頂帶模注漿施工技術,即通過對襯砌臺車進行改造,在襯砌臺車模板中心線位置沿臺車縱向方向設置一定數量的注漿孔,并安裝注漿用固定法蘭,預埋活性粉末混凝土(RPC)注漿管。混凝土澆筑結束后及時從預埋注漿管處進行注漿,該施工技術不僅簡化了傳統注漿工藝,而且顯著提高了注漿的質量。

        1、帶模注漿工藝原理及特點
        1.1 RPC注漿管工藝原理及特點
        注漿管采用RPC管,與襯砌混凝土粘結性能好;在灌注混凝土和注漿時,該管的作用主要有4個:
        (1)預判拱頂襯砌厚度。
        (2)作為混凝土是否灌注飽滿的標志。當所有的管口流出混凝土漿液時,判定拱頂混凝土已灌注飽滿。
        (3)可以作為排氣孔、觀察孔。
        (4)在混凝土灌注完成后可及時帶模注漿。
        1.2 隧道拱頂帶模注漿工藝原理及特點
        在襯砌臺車拱頂設置注漿孔、排氣孔及觀察口,并在襯砌臺車上安裝注漿管、排氣管等。安裝注漿管并固定,在開口處安裝法蘭,在法蘭內安裝注漿管并固定。在襯砌混凝土澆筑時,該注漿管的作用就是觀察口。帶模注漿是在襯砌混凝土澆筑結束后及時注漿,由于有臺車保護可采用較高的壓力(高達1.0MPa)進行注漿,注漿材料與襯砌混凝土結合成整體,提高襯砌結構的整體性,在短時間修復各種混凝土空洞及缺陷。一般情況,注漿在混凝土澆筑完即可開始,注漿施工時間2h左右,不占用隧道任何作業工序時間。注漿管采用RPC注漿管,RPC管為高性能水泥基材料,與混凝土粘接性能良好,且本身強度高,易于切割,便于襯砌臺車脫模。注漿料采用各項指標達到或優于襯砌混凝土性能的充填砂漿,同時具有良好的流動性和可泵送性,微膨脹,可施工時間長,不泌水不收縮,凝結后強度高。注漿采用專用的制漿注漿一體機,機器泵內高壓力可達4MPa,且設備走行及操作方便,作業強度小效率高。
        2、襯砌拱頂帶模注漿施工要點
        2.1 作業準備及技術要求
        2.1.1 作業準備
        (1)制定施工安全保證措施,提交應急預案。
        (2)對施工人員進行技術交底與施工安全交底,對參加施工人員上崗技術前培訓,考試合格后持證上崗。
        (3)做好現場勞動力組織,準備好各種施工機械,并保證施工設備機具的良好使用性,性能滿足施工要求。
        (4)各項施工材料準備齊全,并按規定進行檢驗合格后方可投入現場使用。

        2.1.2 技術要求

        (1)拱頂帶模注漿采用拱頂預埋RPC管進行注漿。
        (2)制漿及注漿設備選用拱頂帶模注漿一體機。
        (3)注漿材料采用專用微膨脹結合砂漿料,水料配合比初步選定為0.18,施工中根據工藝試驗總結參數具體確定。
        (4)拱頂帶模注漿時間為襯砌砼澆筑完成后2小時內,砼初凝之前進行。
        2.2 施工程序及工藝流程
        拱頂帶模注漿施工步驟如下:
        (1)安裝PRC注漿管并頂緊防水板。根據襯砌幾何要求使改造后的模板就位后,將準備好的PRC 注漿管(兼做排氣孔、觀察孔)通過改造后的預留孔處進行“試穿”量測劃線,確定檢測襯砌厚度是否滿足設計要求,具體標準以PRC注漿管頂住防水板長度+2cm為準。
        (2)記錄PRC注漿管埋入深度。安裝注漿管定位法蘭,固定法蘭與定位法蘭之間放置密封膠圈,擰緊避免漏漿,將PRC管穿入頂緊防水板,RPC管下料長度以頂住防水板外漏+2cm。
        (3)注漿液制備及帶模注漿。拱頂注漿原則上按照從低端向高端開始注漿。襯砌混凝土澆筑完成后及時進行注漿,注漿材料采用微膨脹水泥漿,水灰比6∶10;注漿采用拱頂帶模注漿一體機進行操作。漿液要求連續拌制,拌制過程中嚴格監控材料用量,確保漿液質量。
        (4)觀察壓力表和排氣管出漿。注漿結束標注以排氣孔和端頭模板流出濃漿即結束注漿。若臺車模板處出漿壓力達到1.0MPa,仍未出漿,應更換注漿孔注漿,直至中間排氣孔和端模排氣孔流出濃漿3-5s時停止注漿。
        (5)注漿結束,關閉球閥,卸下注漿軟管。漿液初凝后卸掉定位法蘭。
        3、施工質量控制措施
        通過對隧道二次襯砌拱頂空洞質量病害原因分析發現,有些現場技術管理人員對隧道襯砌實際需要的混凝土數量不清,造成混凝土供應量不夠,實際襯砌在未澆筑滿的情況下停止,混凝土施工配合比中水灰比偏大,混合料坍落度大,混凝土振搗不密實,混凝土自重下沉,混凝土收縮徐變等,均可能產生空隙形成空洞。根據隧道拱頂空洞形成原因,首先要加強隧道襯砌封拱頂工藝水平,確保滿足襯砌混凝土設計厚度。其次采取帶模注漿新技術,按照要求提前做好注漿準備工作,嚴格控制好注漿壓力、注漿流量,滿足注漿結束標準及結束注漿要求。再次,做好隧道施工管理的標準化、規范化,保證全工序工藝達標,從而從施工工序工藝源頭上預防隧道拱部襯砌厚度不夠、拱頂出現空洞等質量病害。
        隧道襯砌拱頂帶模注漿工藝能在施工中有效的提高注漿的質量,使襯砌整體結構性更好,該工藝使用高性能的微膨脹充填砂漿,一次性的解決襯砌施工缺陷,具有顯著的綜合經濟效益,能夠大量節省后期成本,其操作簡單、不占用正常襯砌時間、加快工程進度、綜合施工成本較低,并在施工中能讓工人更容易掌握該施工方法。

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